JP3079715B2 - 結晶化ガラス - Google Patents

結晶化ガラス

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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子部品、磁気ヘッド等
に使用される結晶化ガラスおよびそのガラスを使用した
磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】近年エレクトロニクスの発達により、様
々なガラス製品の需要が増大してきている。以下では従
来技術として、磁気ヘッド用ガラスをとりあげて説明す
る。
【0003】図1は非磁性セラミックを基板としたVT
R用磁気ヘッドの代表的な構造を示している。非磁性基
板1の上に磁性体とSiO2を交互に積層したトラック
部2が、結晶化ガラス4によって非磁性基板3と接着さ
れている。ギャップの空隙はギャップガラス5で満たさ
れ、非晶質の封着ガラス6によって結合し、最後にコイ
ル(図示せず)を巻いて構成されている。ここで結晶化
ガラス4は、非晶質の封着ガラス6の作業時に軟化しな
いように、充分結晶化しなければならない。
【0004】従来磁性体としてはアモルファス合金がよ
く使用されている。この場合は結晶化ガラスおよび非晶
質ガラスの作業温度はアモルファス合金の磁気特性を低
下させないように、480℃であった。しかし近年、高保
磁力媒体に対応した磁性体としてCo-Nb-Zr-Ta-N系やFe-
Nb-(Si-B)-N系からなる超構造窒化合金(例えば電子情
報通信学会技術研究報告MR−86−4、87−14、
88−55)が開発された。この場合作業温度は超構造
窒化合金の磁気特性を低下させないように、550〜600℃
が最適とされている。また磁性体の熱膨張係数αは、α
=(100〜110)×10-7/℃である。
【0005】したがって必要とされる結晶化ガラスの特
性は作業温度は550〜600℃で、前述したように後の非晶
質ガラスの作業時(作業温度は550〜600℃)に軟化しな
いために結晶化後(作業後)の最高使用温度の目安とな
るガラス転移点が550℃以上でなければならない。また
熱膨張係数は、α=(80〜100)×10-7/℃(作業後のガラ
スに圧縮応力を生じさせるため)がのぞましい。
【0006】このような観点から近い特性を有する従来
例(1)として特公昭48-22976号公報には非晶質状態でα
=(93〜95)×10-7/℃で作業温度=510〜530℃で、作業
後のα=(80〜82)×10-7/℃になる結晶化ガラス、また
従来例(2)として市販の結晶化ガラス、例えばα=65.4
×10-7/℃で作業温度525℃の#7578(作業後の最高使用
温度460℃),α=47.6×10-7/℃で作業温度580℃の#75
94(作業後の最高使用温度記載なし)(いずれもコーニ
ング(株)製品)、従来例(3)として米国特許4,966,926
には650〜800℃で焼成したときZn2SiO4とZnB2O4の結晶
相を形成するSiO2-B2O3-PbO-ZnO系の結晶化ガラスがあ
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが従来のガラス
は以下の点で満足できるものではなかった。すなわち従
来例(1)は、αは適合しているが作業温度が低い。従来
例(2)は、作業温度が500℃以上であるが、いずれもαが
小さすぎ、しかも作業後の最高使用温度が550℃以下で
あった。従来例(3)は結晶化させるために650〜800℃の
加熱が必須であり、本発明の作業温度が550〜600℃とい
う条件に反している。
【0008】本発明は作業温度と熱膨張係数の両面から
前記要求される条件を満足する新規な組成の結晶化ガラ
スを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の結晶化ガラスは、重量%で少なくとも下記の
組成を有する。
【0010】すなわち、SiO2=11〜17%、B2
3=7〜10%、PbO=30〜55%、CdO=1〜
3%、A2O=5〜10%(Aはアルカリ金属)、Zn
O=7〜35%、ZrO2=0〜10%、ただしZnO
とZrO2の和が35%を越えないこと。
【0011】
【作用】本発明の結晶化ガラスは前記要求される条件を
満足する。
【0012】
【実施例】(表1)は本発明の結晶化ガラスについて、
作業前(非晶質状態)および作業後(結晶化した状態)
の30〜300℃の熱膨張係数α、転移点(Tg)、屈伏点
(At)を熱膨張曲線から求めたものである。ここでア
ルカリ金属は番号1〜9番はカリウム(K)を、10番
はナトリウム(Na)を11番はリチウム(Li)を使
用した。
【0013】
【表1】
【0014】SiO2はガラスの化学耐久性を増し接着
強度を向上させるが、11%より少ないと作業温度が55
0℃以下になり、17%より多いとαが小さくなり望ま
しくない。B23は作業温度を低下させるために必要で
あり、7%より少ないと作業温度が600℃以上になり、
10%より多いとαが小さくなり望ましくない。PbO
はガラスに流動性を与えるが、30%より少ないと作業
温度が600℃以上になり、55%より多いとαが大きく
なり望ましくない。CdOは作業温度を低下させるため
に必須であり、1%より少ないと作業温度が600℃以上
になり、3%より多いと結晶化しにくくなり望ましくな
い。A2Oは作業温度を低下させかつαを大きくするた
めに必須であり、5%より少ないと作業温度が600℃以
上になり、10%より多いとαが大きくなり望ましくな
い。ZnOはガラスを結晶化させるが、7%より少ない
と結晶化しにくく、35%より多いとαが小さくなり望
ましくない。ZrO2は結晶化を促進するが10%より
多いとガラス化しにくくなり望ましくない。ZnOとZ
rO2の和が、35%より多いとガラス化しにくくなり
望ましくない。(表1)のガラスは、まとめると作業後
のα=(80〜100)×10-7/℃で、最高使用温度の目安とな
るTgが550℃以上であった。
【0015】
【表2】
【0016】(表2)のガラスは従来例(1)について調
べたものである。いずれも作業後のTgが550℃以下で
あり実使用には耐えないことがわかった。なお従来例
(2)と(3)は「発明が解決しようとする課題」の項でのべ
た理由から問題があることが明らかなのでここでは調べ
なかった。
【0017】(表1)の番号1の結晶化ガラスを使用し
て図1の磁気ヘッドを構成した。すなわち、MgO-TiO2-N
iO系のセラミックスよりなる非磁性基板1の上に、Co-N
b-Zr-Ta-N系からなる磁性体とSiO2を交互に積層して
幅26μmのトラック部2を形成した。非磁性基板3の
上に前記結晶化ガラスの粉末を厚み4μm堆積させた
後、トラック部を形成した非磁性基板1と、550℃3
0分加熱して接着した。ギャップガラス5は石英ガラス
を0.3μmの厚みにスパッタリングして形成した。非晶質
の封着ガラスは#1417(コーニング(株)製品)を55
0℃30分加熱して使用した。構成された磁気ヘッドは
結晶化ガラスで接着した部分にユルミやズレがなかっ
た。
【0018】一方(表2)の番号1の結晶化ガラスを使
用した以外は上記の方法で構成した磁気ヘッドには、結
晶化ガラスで接着した部分に5μmのズレが発生した。
この原因はこの結晶化ガラスのガラス転移点が538℃
であるため、非晶質の封着ガラスを使用したときに軟化
したためである。このようなズレが発生した場合ヘッド
の厚みが一定にならなかったり、トラック部と非磁性基
板との間に段差が生じたりして工程不良につながること
が明白である。
【0019】本発明のガラスは磁気ヘッドだけでなく、
熱膨張係数の近接する金属(白金、チタン、クロム鉄合
金、426合金等)あるいはガラス(ソーダ石灰ガラス、
鉛カリガラス、ホウケイ酸ガラス等)の封着や、CRT
チューブの接着、ICパッケージ、ハーメチックシー
ル、シーズヒータ等にも適用可能であることはいうまで
もない。また本発明の結晶化ガラスの組成に脱泡のため
に少量のAs23やSb 23を加えること、また工業上
よく知られている成分の少量添加は本発明の特徴を妨げ
るものではない。
【0020】
【発明の効果】以上のように本発明により、作業温度が
550〜600℃で、作業後のα=(80〜100)×10-7/℃で、最
高使用温度の目安となるTgが550℃以上の磁気ヘッド
用としての条件を満足する結晶化ガラスが得られた。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁気ヘッドの構造を示す斜視図

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量%で少なくともSiO2が11〜17%、
    B2O3が7〜10%、PbOが30〜55%、CdOが1〜3
    %、A2Oが5〜10%(Aはアルカリ金属の一種)、ZnO
    が7〜35%、ZrO2が0〜10%含み、ZnOとZrO2との
    和が35%を越えない組成からなることを特徴とする結
    晶化ガラス。
  2. 【請求項2】重量%で少なくともSiO2が12.1〜1
    6.6%、B2O3が7.7〜9.1%、PbOが31.7〜
    52.3%、CdOが1.4〜2.0%、A2Oが6.0〜
    8.5%(Aはアルカリ金属の一種)、ZnOが9.1〜3
    3.5%,ZrO2が0〜10%含み、ZnOとZrO2との和が3
    3.5%を越えない組成からなることを特徴とする結晶
    化ガラス。
  3. 【請求項3】作業温度が550−600℃であることを特徴と
    する請求項1記載の結晶化ガラス。
  4. 【請求項4】結晶化後のガラス転移点が550℃以上であ
    ることを特徴とする請求項1記載の結晶化ガラス。
  5. 【請求項5】結晶化後の熱膨張係数が(80−100)×10-7/
    ℃であることを特徴とする請求項1記載の結晶化ガラ
    ス。
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